slub: per cpu cache for partial pages
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include <linux/seq_file.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/stacktrace.h>
32
33 #include <trace/events/kmem.h>
34
35 /*
36  * Lock order:
37  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
38  *   2. node->list_lock
39  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
40  *
41  *   slub_lock
42  *
43  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
44  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
45  *
46  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
47  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
48  *   double word in the page struct. Meaning
49  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
50  *      B. page->counters       -> Counters of objects
51  *      C. page->frozen         -> frozen state
52  *
53  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
54  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
55  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
56  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
57  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
58  *
59  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
60  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
61  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
62  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
63  *   modified without taking the list lock).
64  *
65  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
66  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
67  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
68  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
69  *   the list lock.
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /* Enable to log cmpxchg failures */
135 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
136
137 /*
138  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
139  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
140  */
141 #define MIN_PARTIAL 5
142
143 /*
144  * Maximum number of desirable partial slabs.
145  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
146  * sort the partial list by the number of objects in the.
147  */
148 #define MAX_PARTIAL 10
149
150 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
151                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
152
153 /*
154  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
155  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
156  * metadata.
157  */
158 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
159
160 /*
161  * Set of flags that will prevent slab merging
162  */
163 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
164                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
165                 SLAB_FAILSLAB)
166
167 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
168                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
169
170 #define OO_SHIFT        16
171 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
172 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
173
174 /* Internal SLUB flags */
175 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
176 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
177
178 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 static enum {
185         DOWN,           /* No slab functionality available */
186         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
187         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
188         SYSFS           /* Sysfs up */
189 } slab_state = DOWN;
190
191 /* A list of all slab caches on the system */
192 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
193 static LIST_HEAD(slab_caches);
194
195 /*
196  * Tracking user of a slab.
197  */
198 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
199 struct track {
200         unsigned long addr;     /* Called from address */
201 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
202         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
203 #endif
204         int cpu;                /* Was running on cpu */
205         int pid;                /* Pid context */
206         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
207 };
208
209 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
210
211 #ifdef CONFIG_SYSFS
212 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
213 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
214 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
215
216 #else
217 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
218 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
219                                                         { return 0; }
220 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
221 {
222         kfree(s->name);
223         kfree(s);
224 }
225
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 int slab_is_available(void)
240 {
241         return slab_state >= UP;
242 }
243
244 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
245 {
246         return s->node[node];
247 }
248
249 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
250 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
251                                 struct page *page, const void *object)
252 {
253         void *base;
254
255         if (!object)
256                 return 1;
257
258         base = page_address(page);
259         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
260                 (object - base) % s->size) {
261                 return 0;
262         }
263
264         return 1;
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return *(void **)(object + s->offset);
270 }
271
272 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         void *p;
275
276 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
277         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
278 #else
279         p = get_freepointer(s, object);
280 #endif
281         return p;
282 }
283
284 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
285 {
286         *(void **)(object + s->offset) = fp;
287 }
288
289 /* Loop over all objects in a slab */
290 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
291         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
292                         __p += (__s)->size)
293
294 /* Determine object index from a given position */
295 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
296 {
297         return (p - addr) / s->size;
298 }
299
300 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
301 {
302 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
303         /*
304          * Debugging requires use of the padding between object
305          * and whatever may come after it.
306          */
307         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
308                 return s->objsize;
309
310 #endif
311         /*
312          * If we have the need to store the freelist pointer
313          * back there or track user information then we can
314          * only use the space before that information.
315          */
316         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
317                 return s->inuse;
318         /*
319          * Else we can use all the padding etc for the allocation
320          */
321         return s->size;
322 }
323
324 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
325 {
326         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
330                 unsigned long size, int reserved)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
358 {
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
363 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
364                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
365                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
366                 const char *n)
367 {
368         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
369 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
370         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
371                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
372                         freelist_old, counters_old,
373                         freelist_new, counters_new))
374                 return 1;
375         } else
376 #endif
377         {
378                 slab_lock(page);
379                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
380                         page->freelist = freelist_new;
381                         page->counters = counters_new;
382                         slab_unlock(page);
383                         return 1;
384                 }
385                 slab_unlock(page);
386         }
387
388         cpu_relax();
389         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
390
391 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
392         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
393 #endif
394
395         return 0;
396 }
397
398 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
399                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
400                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
401                 const char *n)
402 {
403 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
404         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
405                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
406                         freelist_old, counters_old,
407                         freelist_new, counters_new))
408                 return 1;
409         } else
410 #endif
411         {
412                 unsigned long flags;
413
414                 local_irq_save(flags);
415                 slab_lock(page);
416                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return 1;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return 0;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 /*
439  * Determine a map of object in use on a page.
440  *
441  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
442  * not vanish from under us.
443  */
444 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
445 {
446         void *p;
447         void *addr = page_address(page);
448
449         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
450                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
451 }
452
453 /*
454  * Debug settings:
455  */
456 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
457 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
458 #else
459 static int slub_debug;
460 #endif
461
462 static char *slub_debug_slabs;
463 static int disable_higher_order_debug;
464
465 /*
466  * Object debugging
467  */
468 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
469 {
470         int i, offset;
471         int newline = 1;
472         char ascii[17];
473
474         ascii[16] = 0;
475
476         for (i = 0; i < length; i++) {
477                 if (newline) {
478                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
479                         newline = 0;
480                 }
481                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
482                 offset = i % 16;
483                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
484                 if (offset == 15) {
485                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
486                         newline = 1;
487                 }
488         }
489         if (!newline) {
490                 i %= 16;
491                 while (i < 16) {
492                         printk(KERN_CONT "   ");
493                         ascii[i] = ' ';
494                         i++;
495                 }
496                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
497         }
498 }
499
500 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
501         enum track_item alloc)
502 {
503         struct track *p;
504
505         if (s->offset)
506                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 p = object + s->inuse;
509
510         return p + alloc;
511 }
512
513 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
514                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
515 {
516         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
517
518         if (addr) {
519 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
520                 struct stack_trace trace;
521                 int i;
522
523                 trace.nr_entries = 0;
524                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
525                 trace.entries = p->addrs;
526                 trace.skip = 3;
527                 save_stack_trace(&trace);
528
529                 /* See rant in lockdep.c */
530                 if (trace.nr_entries != 0 &&
531                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
532                         trace.nr_entries--;
533
534                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
535                         p->addrs[i] = 0;
536 #endif
537                 p->addr = addr;
538                 p->cpu = smp_processor_id();
539                 p->pid = current->pid;
540                 p->when = jiffies;
541         } else
542                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
543 }
544
545 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
546 {
547         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
548                 return;
549
550         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
551         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
552 }
553
554 static void print_track(const char *s, struct track *t)
555 {
556         if (!t->addr)
557                 return;
558
559         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
560                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
561 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
562         {
563                 int i;
564                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
565                         if (t->addrs[i])
566                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
567                         else
568                                 break;
569         }
570 #endif
571 }
572
573 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
574 {
575         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
576                 return;
577
578         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
579         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
580 }
581
582 static void print_page_info(struct page *page)
583 {
584         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
585                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
586
587 }
588
589 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
590 {
591         va_list args;
592         char buf[100];
593
594         va_start(args, fmt);
595         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
596         va_end(args);
597         printk(KERN_ERR "========================================"
598                         "=====================================\n");
599         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
600         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
601                         "-------------------------------------\n\n");
602 }
603
604 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
605 {
606         va_list args;
607         char buf[100];
608
609         va_start(args, fmt);
610         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
611         va_end(args);
612         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
613 }
614
615 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
616 {
617         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
618         u8 *addr = page_address(page);
619
620         print_tracking(s, p);
621
622         print_page_info(page);
623
624         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
625                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
626
627         if (p > addr + 16)
628                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
629
630         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
631
632         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
633                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
634                         s->inuse - s->objsize);
635
636         if (s->offset)
637                 off = s->offset + sizeof(void *);
638         else
639                 off = s->inuse;
640
641         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
642                 off += 2 * sizeof(struct track);
643
644         if (off != s->size)
645                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
646                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
647
648         dump_stack();
649 }
650
651 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
652                         u8 *object, char *reason)
653 {
654         slab_bug(s, "%s", reason);
655         print_trailer(s, page, object);
656 }
657
658 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
659 {
660         va_list args;
661         char buf[100];
662
663         va_start(args, fmt);
664         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
665         va_end(args);
666         slab_bug(s, "%s", buf);
667         print_page_info(page);
668         dump_stack();
669 }
670
671 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
672 {
673         u8 *p = object;
674
675         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
676                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
677                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
678         }
679
680         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
681                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
682 }
683
684 static u8 *check_bytes8(u8 *start, u8 value, unsigned int bytes)
685 {
686         while (bytes) {
687                 if (*start != value)
688                         return start;
689                 start++;
690                 bytes--;
691         }
692         return NULL;
693 }
694
695 static u8 *check_bytes(u8 *start, u8 value, unsigned int bytes)
696 {
697         u64 value64;
698         unsigned int words, prefix;
699
700         if (bytes <= 16)
701                 return check_bytes8(start, value, bytes);
702
703         value64 = value | value << 8 | value << 16 | value << 24;
704         value64 = (value64 & 0xffffffff) | value64 << 32;
705         prefix = 8 - ((unsigned long)start) % 8;
706
707         if (prefix) {
708                 u8 *r = check_bytes8(start, value, prefix);
709                 if (r)
710                         return r;
711                 start += prefix;
712                 bytes -= prefix;
713         }
714
715         words = bytes / 8;
716
717         while (words) {
718                 if (*(u64 *)start != value64)
719                         return check_bytes8(start, value, 8);
720                 start += 8;
721                 words--;
722         }
723
724         return check_bytes8(start, value, bytes % 8);
725 }
726
727 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
728                                                 void *from, void *to)
729 {
730         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
731         memset(from, data, to - from);
732 }
733
734 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
735                         u8 *object, char *what,
736                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
737 {
738         u8 *fault;
739         u8 *end;
740
741         fault = check_bytes(start, value, bytes);
742         if (!fault)
743                 return 1;
744
745         end = start + bytes;
746         while (end > fault && end[-1] == value)
747                 end--;
748
749         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
750         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
751                                         fault, end - 1, fault[0], value);
752         print_trailer(s, page, object);
753
754         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
755         return 0;
756 }
757
758 /*
759  * Object layout:
760  *
761  * object address
762  *      Bytes of the object to be managed.
763  *      If the freepointer may overlay the object then the free
764  *      pointer is the first word of the object.
765  *
766  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
767  *      0xa5 (POISON_END)
768  *
769  * object + s->objsize
770  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
771  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
772  *      objsize == inuse.
773  *
774  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
775  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
776  *
777  * object + s->inuse
778  *      Meta data starts here.
779  *
780  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
781  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
782  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
783  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
784  *              before the word boundary.
785  *
786  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
787  *
788  * object + s->size
789  *      Nothing is used beyond s->size.
790  *
791  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
792  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
793  * may be used with merged slabcaches.
794  */
795
796 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
797 {
798         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
799
800         if (s->offset)
801                 /* Freepointer is placed after the object. */
802                 off += sizeof(void *);
803
804         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
805                 /* We also have user information there */
806                 off += 2 * sizeof(struct track);
807
808         if (s->size == off)
809                 return 1;
810
811         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
812                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
813 }
814
815 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
816 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
817 {
818         u8 *start;
819         u8 *fault;
820         u8 *end;
821         int length;
822         int remainder;
823
824         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
825                 return 1;
826
827         start = page_address(page);
828         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
829         end = start + length;
830         remainder = length % s->size;
831         if (!remainder)
832                 return 1;
833
834         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
835         if (!fault)
836                 return 1;
837         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
838                 end--;
839
840         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
841         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
842
843         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
844         return 0;
845 }
846
847 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
848                                         void *object, u8 val)
849 {
850         u8 *p = object;
851         u8 *endobject = object + s->objsize;
852
853         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
854                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
855                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
856                         return 0;
857         } else {
858                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
859                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
860                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
861                 }
862         }
863
864         if (s->flags & SLAB_POISON) {
865                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
866                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
867                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
868                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
869                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
870                         return 0;
871                 /*
872                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
873                  */
874                 check_pad_bytes(s, page, p);
875         }
876
877         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
878                 /*
879                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
880                  * freepointer while object is allocated.
881                  */
882                 return 1;
883
884         /* Check free pointer validity */
885         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
886                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
887                 /*
888                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
889                  * of the free objects in this slab. May cause
890                  * another error because the object count is now wrong.
891                  */
892                 set_freepointer(s, p, NULL);
893                 return 0;
894         }
895         return 1;
896 }
897
898 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
899 {
900         int maxobj;
901
902         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
903
904         if (!PageSlab(page)) {
905                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
906                 return 0;
907         }
908
909         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
910         if (page->objects > maxobj) {
911                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
912                         s->name, page->objects, maxobj);
913                 return 0;
914         }
915         if (page->inuse > page->objects) {
916                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
917                         s->name, page->inuse, page->objects);
918                 return 0;
919         }
920         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
921         slab_pad_check(s, page);
922         return 1;
923 }
924
925 /*
926  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
927  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
928  */
929 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
930 {
931         int nr = 0;
932         void *fp;
933         void *object = NULL;
934         unsigned long max_objects;
935
936         fp = page->freelist;
937         while (fp && nr <= page->objects) {
938                 if (fp == search)
939                         return 1;
940                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
941                         if (object) {
942                                 object_err(s, page, object,
943                                         "Freechain corrupt");
944                                 set_freepointer(s, object, NULL);
945                                 break;
946                         } else {
947                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
948                                 page->freelist = NULL;
949                                 page->inuse = page->objects;
950                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
951                                 return 0;
952                         }
953                         break;
954                 }
955                 object = fp;
956                 fp = get_freepointer(s, object);
957                 nr++;
958         }
959
960         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
961         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
962                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
963
964         if (page->objects != max_objects) {
965                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
966                         "should be %d", page->objects, max_objects);
967                 page->objects = max_objects;
968                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
969         }
970         if (page->inuse != page->objects - nr) {
971                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
972                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
973                 page->inuse = page->objects - nr;
974                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
975         }
976         return search == NULL;
977 }
978
979 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
980                                                                 int alloc)
981 {
982         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
983                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
984                         s->name,
985                         alloc ? "alloc" : "free",
986                         object, page->inuse,
987                         page->freelist);
988
989                 if (!alloc)
990                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
991
992                 dump_stack();
993         }
994 }
995
996 /*
997  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
998  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
999  */
1000 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1001 {
1002         flags &= gfp_allowed_mask;
1003         lockdep_trace_alloc(flags);
1004         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1005
1006         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
1007 }
1008
1009 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
1010 {
1011         flags &= gfp_allowed_mask;
1012         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1013         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
1014 }
1015
1016 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1017 {
1018         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1019
1020         /*
1021          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
1022          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1023          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1024          */
1025 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1026         {
1027                 unsigned long flags;
1028
1029                 local_irq_save(flags);
1030                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
1031                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
1032                 local_irq_restore(flags);
1033         }
1034 #endif
1035         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1036                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1041  *
1042  * list_lock must be held.
1043  */
1044 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1045         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1046 {
1047         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1048                 return;
1049
1050         list_add(&page->lru, &n->full);
1051 }
1052
1053 /*
1054  * list_lock must be held.
1055  */
1056 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1057 {
1058         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1059                 return;
1060
1061         list_del(&page->lru);
1062 }
1063
1064 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1065 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1066 {
1067         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1068
1069         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1070 }
1071
1072 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1073 {
1074         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1075 }
1076
1077 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1078 {
1079         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1080
1081         /*
1082          * May be called early in order to allocate a slab for the
1083          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1084          * dilemma by deferring the increment of the count during
1085          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1086          */
1087         if (n) {
1088                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1089                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1090         }
1091 }
1092 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1093 {
1094         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1095
1096         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1097         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1098 }
1099
1100 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1101 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1102                                                                 void *object)
1103 {
1104         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1105                 return;
1106
1107         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1108         init_tracking(s, object);
1109 }
1110
1111 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1112                                         void *object, unsigned long addr)
1113 {
1114         if (!check_slab(s, page))
1115                 goto bad;
1116
1117         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1118                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1119                 goto bad;
1120         }
1121
1122         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1123                 goto bad;
1124
1125         /* Success perform special debug activities for allocs */
1126         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1127                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1128         trace(s, page, object, 1);
1129         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1130         return 1;
1131
1132 bad:
1133         if (PageSlab(page)) {
1134                 /*
1135                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1136                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1137                  * as used avoids touching the remaining objects.
1138                  */
1139                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1140                 page->inuse = page->objects;
1141                 page->freelist = NULL;
1142         }
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1147                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1148 {
1149         unsigned long flags;
1150         int rc = 0;
1151
1152         local_irq_save(flags);
1153         slab_lock(page);
1154
1155         if (!check_slab(s, page))
1156                 goto fail;
1157
1158         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1159                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1160                 goto fail;
1161         }
1162
1163         if (on_freelist(s, page, object)) {
1164                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1165                 goto fail;
1166         }
1167
1168         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1169                 goto out;
1170
1171         if (unlikely(s != page->slab)) {
1172                 if (!PageSlab(page)) {
1173                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1174                                 "outside of slab", object);
1175                 } else if (!page->slab) {
1176                         printk(KERN_ERR
1177                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1178                                                 object);
1179                         dump_stack();
1180                 } else
1181                         object_err(s, page, object,
1182                                         "page slab pointer corrupt.");
1183                 goto fail;
1184         }
1185
1186         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1187                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1188         trace(s, page, object, 0);
1189         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1190         rc = 1;
1191 out:
1192         slab_unlock(page);
1193         local_irq_restore(flags);
1194         return rc;
1195
1196 fail:
1197         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1198         goto out;
1199 }
1200
1201 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1202 {
1203         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1204         if (*str++ != '=' || !*str)
1205                 /*
1206                  * No options specified. Switch on full debugging.
1207                  */
1208                 goto out;
1209
1210         if (*str == ',')
1211                 /*
1212                  * No options but restriction on slabs. This means full
1213                  * debugging for slabs matching a pattern.
1214                  */
1215                 goto check_slabs;
1216
1217         if (tolower(*str) == 'o') {
1218                 /*
1219                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1220                  * would increase as a result.
1221                  */
1222                 disable_higher_order_debug = 1;
1223                 goto out;
1224         }
1225
1226         slub_debug = 0;
1227         if (*str == '-')
1228                 /*
1229                  * Switch off all debugging measures.
1230                  */
1231                 goto out;
1232
1233         /*
1234          * Determine which debug features should be switched on
1235          */
1236         for (; *str && *str != ','; str++) {
1237                 switch (tolower(*str)) {
1238                 case 'f':
1239                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1240                         break;
1241                 case 'z':
1242                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1243                         break;
1244                 case 'p':
1245                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1246                         break;
1247                 case 'u':
1248                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1249                         break;
1250                 case 't':
1251                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1252                         break;
1253                 case 'a':
1254                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1255                         break;
1256                 default:
1257                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1258                                 "unknown. skipped\n", *str);
1259                 }
1260         }
1261
1262 check_slabs:
1263         if (*str == ',')
1264                 slub_debug_slabs = str + 1;
1265 out:
1266         return 1;
1267 }
1268
1269 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1270
1271 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1272         unsigned long flags, const char *name,
1273         void (*ctor)(void *))
1274 {
1275         /*
1276          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1277          */
1278         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1279                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1280                 flags |= slub_debug;
1281
1282         return flags;
1283 }
1284 #else
1285 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1286                         struct page *page, void *object) {}
1287
1288 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1289         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1290
1291 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1292         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1293
1294 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1295                         { return 1; }
1296 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1297                         void *object, u8 val) { return 1; }
1298 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1299                                         struct page *page) {}
1300 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1301 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1302         unsigned long flags, const char *name,
1303         void (*ctor)(void *))
1304 {
1305         return flags;
1306 }
1307 #define slub_debug 0
1308
1309 #define disable_higher_order_debug 0
1310
1311 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1312                                                         { return 0; }
1313 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1314                                                         { return 0; }
1315 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1316                                                         int objects) {}
1317 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1318                                                         int objects) {}
1319
1320 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1321                                                         { return 0; }
1322
1323 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1324                 void *object) {}
1325
1326 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1327
1328 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1329
1330 /*
1331  * Slab allocation and freeing
1332  */
1333 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1334                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1335 {
1336         int order = oo_order(oo);
1337
1338         flags |= __GFP_NOTRACK;
1339
1340         if (node == NUMA_NO_NODE)
1341                 return alloc_pages(flags, order);
1342         else
1343                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1344 }
1345
1346 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1347 {
1348         struct page *page;
1349         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1350         gfp_t alloc_gfp;
1351
1352         flags &= gfp_allowed_mask;
1353
1354         if (flags & __GFP_WAIT)
1355                 local_irq_enable();
1356
1357         flags |= s->allocflags;
1358
1359         /*
1360          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1361          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1362          */
1363         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1364
1365         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1366         if (unlikely(!page)) {
1367                 oo = s->min;
1368                 /*
1369                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1370                  * Try a lower order alloc if possible
1371                  */
1372                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1373
1374                 if (page)
1375                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1376         }
1377
1378         if (flags & __GFP_WAIT)
1379                 local_irq_disable();
1380
1381         if (!page)
1382                 return NULL;
1383
1384         if (kmemcheck_enabled
1385                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1386                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1387
1388                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1389
1390                 /*
1391                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1392                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1393                  */
1394                 if (s->ctor)
1395                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1396                 else
1397                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1398         }
1399
1400         page->objects = oo_objects(oo);
1401         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1402                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1403                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1404                 1 << oo_order(oo));
1405
1406         return page;
1407 }
1408
1409 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1410                                 void *object)
1411 {
1412         setup_object_debug(s, page, object);
1413         if (unlikely(s->ctor))
1414                 s->ctor(object);
1415 }
1416
1417 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1418 {
1419         struct page *page;
1420         void *start;
1421         void *last;
1422         void *p;
1423
1424         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1425
1426         page = allocate_slab(s,
1427                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1428         if (!page)
1429                 goto out;
1430
1431         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1432         page->slab = s;
1433         page->flags |= 1 << PG_slab;
1434
1435         start = page_address(page);
1436
1437         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1438                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1439
1440         last = start;
1441         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1442                 setup_object(s, page, last);
1443                 set_freepointer(s, last, p);
1444                 last = p;
1445         }
1446         setup_object(s, page, last);
1447         set_freepointer(s, last, NULL);
1448
1449         page->freelist = start;
1450         page->inuse = page->objects;
1451         page->frozen = 1;
1452 out:
1453         return page;
1454 }
1455
1456 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1457 {
1458         int order = compound_order(page);
1459         int pages = 1 << order;
1460
1461         if (kmem_cache_debug(s)) {
1462                 void *p;
1463
1464                 slab_pad_check(s, page);
1465                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1466                                                 page->objects)
1467                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1468         }
1469
1470         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1471
1472         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1473                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1474                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1475                 -pages);
1476
1477         __ClearPageSlab(page);
1478         reset_page_mapcount(page);
1479         if (current->reclaim_state)
1480                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1481         __free_pages(page, order);
1482 }
1483
1484 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1485         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1486
1487 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1488 {
1489         struct page *page;
1490
1491         if (need_reserve_slab_rcu)
1492                 page = virt_to_head_page(h);
1493         else
1494                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1495
1496         __free_slab(page->slab, page);
1497 }
1498
1499 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1500 {
1501         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1502                 struct rcu_head *head;
1503
1504                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1505                         int order = compound_order(page);
1506                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1507
1508                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1509                         head = page_address(page) + offset;
1510                 } else {
1511                         /*
1512                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1513                          */
1514                         head = (void *)&page->lru;
1515                 }
1516
1517                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1518         } else
1519                 __free_slab(s, page);
1520 }
1521
1522 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1523 {
1524         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1525         free_slab(s, page);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Management of partially allocated slabs.
1530  *
1531  * list_lock must be held.
1532  */
1533 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1534                                 struct page *page, int tail)
1535 {
1536         n->nr_partial++;
1537         if (tail)
1538                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1539         else
1540                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1541 }
1542
1543 /*
1544  * list_lock must be held.
1545  */
1546 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1547                                         struct page *page)
1548 {
1549         list_del(&page->lru);
1550         n->nr_partial--;
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1555  * per cpu freelist.
1556  *
1557  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1558  *
1559  * Must hold list_lock.
1560  */
1561 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1562                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1563                 int mode)
1564 {
1565         void *freelist;
1566         unsigned long counters;
1567         struct page new;
1568
1569         /*
1570          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1571          * The old freelist is the list of objects for the
1572          * per cpu allocation list.
1573          */
1574         do {
1575                 freelist = page->freelist;
1576                 counters = page->counters;
1577                 new.counters = counters;
1578                 if (mode)
1579                         new.inuse = page->objects;
1580
1581                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1582                 new.frozen = 1;
1583
1584         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1585                         freelist, counters,
1586                         NULL, new.counters,
1587                         "lock and freeze"));
1588
1589         remove_partial(n, page);
1590         return freelist;
1591 }
1592
1593 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1594
1595 /*
1596  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1597  */
1598 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1599                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1600 {
1601         struct page *page, *page2;
1602         void *object = NULL;
1603         int count = 0;
1604
1605         /*
1606          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1607          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1608          * partial slab and there is none available then get_partials()
1609          * will return NULL.
1610          */
1611         if (!n || !n->nr_partial)
1612                 return NULL;
1613
1614         spin_lock(&n->list_lock);
1615         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1616                 void *t = acquire_slab(s, n, page, count == 0);
1617                 int available;
1618
1619                 if (!t)
1620                         break;
1621
1622                 if (!count) {
1623                         c->page = page;
1624                         c->node = page_to_nid(page);
1625                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1626                         count++;
1627                         object = t;
1628                         available =  page->objects - page->inuse;
1629                 } else {
1630                         page->freelist = t;
1631                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1632                 }
1633                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1634                         break;
1635
1636         }
1637         spin_unlock(&n->list_lock);
1638         return object;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1643  */
1644 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1645                 struct kmem_cache_cpu *c)
1646 {
1647 #ifdef CONFIG_NUMA
1648         struct zonelist *zonelist;
1649         struct zoneref *z;
1650         struct zone *zone;
1651         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1652         void *object;
1653
1654         /*
1655          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1656          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1657          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1658          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1659          *
1660          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1661          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1662          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1663          * from other nodes and filled up.
1664          *
1665          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1666          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1667          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1668          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1669          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1670          * with available objects.
1671          */
1672         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1673                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1674                 return NULL;
1675
1676         get_mems_allowed();
1677         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1678         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1679                 struct kmem_cache_node *n;
1680
1681                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1682
1683                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1684                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1685                         object = get_partial_node(s, n, c);
1686                         if (object) {
1687                                 put_mems_allowed();
1688                                 return object;
1689                         }
1690                 }
1691         }
1692         put_mems_allowed();
1693 #endif
1694         return NULL;
1695 }
1696
1697 /*
1698  * Get a partial page, lock it and return it.
1699  */
1700 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1701                 struct kmem_cache_cpu *c)
1702 {
1703         void *object;
1704         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1705
1706         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1707         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1708                 return object;
1709
1710         return get_any_partial(s, flags, c);
1711 }
1712
1713 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1714 /*
1715  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1716  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1717  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1718  */
1719 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1720 #else
1721 /*
1722  * No preemption supported therefore also no need to check for
1723  * different cpus.
1724  */
1725 #define TID_STEP 1
1726 #endif
1727
1728 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1729 {
1730         return tid + TID_STEP;
1731 }
1732
1733 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1734 {
1735         return tid % TID_STEP;
1736 }
1737
1738 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1739 {
1740         return tid / TID_STEP;
1741 }
1742
1743 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1744 {
1745         return cpu;
1746 }
1747
1748 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1749                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1750 {
1751 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1752         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1753
1754         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1755
1756 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1757         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1758                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1759                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1760         else
1761 #endif
1762         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1763                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1764                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1765         else
1766                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1767                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1768 #endif
1769         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1770 }
1771
1772 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1773 {
1774         int cpu;
1775
1776         for_each_possible_cpu(cpu)
1777                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Remove the cpu slab
1782  */
1783 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1784 {
1785         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1786         struct page *page = c->page;
1787         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1788         int lock = 0;
1789         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1790         void *freelist;
1791         void *nextfree;
1792         int tail = 0;
1793         struct page new;
1794         struct page old;
1795
1796         if (page->freelist) {
1797                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1798                 tail = 1;
1799         }
1800
1801         c->tid = next_tid(c->tid);
1802         c->page = NULL;
1803         freelist = c->freelist;
1804         c->freelist = NULL;
1805
1806         /*
1807          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1808          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1809          * last one.
1810          *
1811          * There is no need to take the list->lock because the page
1812          * is still frozen.
1813          */
1814         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1815                 void *prior;
1816                 unsigned long counters;
1817
1818                 do {
1819                         prior = page->freelist;
1820                         counters = page->counters;
1821                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1822                         new.counters = counters;
1823                         new.inuse--;
1824                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1825
1826                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1827                         prior, counters,
1828                         freelist, new.counters,
1829                         "drain percpu freelist"));
1830
1831                 freelist = nextfree;
1832         }
1833
1834         /*
1835          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1836          * list presence reflects the actual number of objects
1837          * during unfreeze.
1838          *
1839          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1840          * with the count. If there is a mismatch then the page
1841          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1842          *
1843          * Then we restart the process which may have to remove
1844          * the page from the list that we just put it on again
1845          * because the number of objects in the slab may have
1846          * changed.
1847          */
1848 redo:
1849
1850         old.freelist = page->freelist;
1851         old.counters = page->counters;
1852         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1853
1854         /* Determine target state of the slab */
1855         new.counters = old.counters;
1856         if (freelist) {
1857                 new.inuse--;
1858                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1859                 new.freelist = freelist;
1860         } else
1861                 new.freelist = old.freelist;
1862
1863         new.frozen = 0;
1864
1865         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1866                 m = M_FREE;
1867         else if (new.freelist) {
1868                 m = M_PARTIAL;
1869                 if (!lock) {
1870                         lock = 1;
1871                         /*
1872                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1873                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1874                          * is frozen
1875                          */
1876                         spin_lock(&n->list_lock);
1877                 }
1878         } else {
1879                 m = M_FULL;
1880                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1881                         lock = 1;
1882                         /*
1883                          * This also ensures that the scanning of full
1884                          * slabs from diagnostic functions will not see
1885                          * any frozen slabs.
1886                          */
1887                         spin_lock(&n->list_lock);
1888                 }
1889         }
1890
1891         if (l != m) {
1892
1893                 if (l == M_PARTIAL)
1894
1895                         remove_partial(n, page);
1896
1897                 else if (l == M_FULL)
1898
1899                         remove_full(s, page);
1900
1901                 if (m == M_PARTIAL) {
1902
1903                         add_partial(n, page, tail);
1904                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1905
1906                 } else if (m == M_FULL) {
1907
1908                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1909                         add_full(s, n, page);
1910
1911                 }
1912         }
1913
1914         l = m;
1915         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1916                                 old.freelist, old.counters,
1917                                 new.freelist, new.counters,
1918                                 "unfreezing slab"))
1919                 goto redo;
1920
1921         if (lock)
1922                 spin_unlock(&n->list_lock);
1923
1924         if (m == M_FREE) {
1925                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1926                 discard_slab(s, page);
1927                 stat(s, FREE_SLAB);
1928         }
1929 }
1930
1931 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1932 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1933 {
1934         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1935         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1936         struct page *page;
1937
1938         while ((page = c->partial)) {
1939                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1940                 enum slab_modes l, m;
1941                 struct page new;
1942                 struct page old;
1943
1944                 c->partial = page->next;
1945                 l = M_FREE;
1946
1947                 do {
1948
1949                         old.freelist = page->freelist;
1950                         old.counters = page->counters;
1951                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1952
1953                         new.counters = old.counters;
1954                         new.freelist = old.freelist;
1955
1956                         new.frozen = 0;
1957
1958                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial < s->min_partial))
1959                                 m = M_FREE;
1960                         else {
1961                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1962                                                         page_to_nid(page));
1963
1964                                 m = M_PARTIAL;
1965                                 if (n != n2) {
1966                                         if (n)
1967                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1968
1969                                         n = n2;
1970                                         spin_lock(&n->list_lock);
1971                                 }
1972                         }
1973
1974                         if (l != m) {
1975                                 if (l == M_PARTIAL)
1976                                         remove_partial(n, page);
1977                                 else
1978                                         add_partial(n, page, 1);
1979
1980                                 l = m;
1981                         }
1982
1983                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1984                                 old.freelist, old.counters,
1985                                 new.freelist, new.counters,
1986                                 "unfreezing slab"));
1987
1988                 if (m == M_FREE) {
1989                         stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1990                         discard_slab(s, page);
1991                         stat(s, FREE_SLAB);
1992                 }
1993         }
1994
1995         if (n)
1996                 spin_unlock(&n->list_lock);
1997 }
1998
1999 /*
2000  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2001  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2002  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2003  * onto a random cpus partial slot.
2004  *
2005  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2006  * per node partial list.
2007  */
2008 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2009 {
2010         struct page *oldpage;
2011         int pages;
2012         int pobjects;
2013
2014         do {
2015                 pages = 0;
2016                 pobjects = 0;
2017                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2018
2019                 if (oldpage) {
2020                         pobjects = oldpage->pobjects;
2021                         pages = oldpage->pages;
2022                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2023                                 unsigned long flags;
2024                                 /*
2025                                  * partial array is full. Move the existing
2026                                  * set to the per node partial list.
2027                                  */
2028                                 local_irq_save(flags);
2029                                 unfreeze_partials(s);
2030                                 local_irq_restore(flags);
2031                                 pobjects = 0;
2032                                 pages = 0;
2033                         }
2034                 }
2035
2036                 pages++;
2037                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2038
2039                 page->pages = pages;
2040                 page->pobjects = pobjects;
2041                 page->next = oldpage;
2042
2043         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2044         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2045         return pobjects;
2046 }
2047
2048 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2049 {
2050         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2051         deactivate_slab(s, c);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Flush cpu slab.
2056  *
2057  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2058  */
2059 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2060 {
2061         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2062
2063         if (likely(c)) {
2064                 if (c->page)
2065                         flush_slab(s, c);
2066
2067                 unfreeze_partials(s);
2068         }
2069 }
2070
2071 static void flush_cpu_slab(void *d)
2072 {
2073         struct kmem_cache *s = d;
2074
2075         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2076 }
2077
2078 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2079 {
2080         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2085  * locality expectations.
2086  */
2087 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2088 {
2089 #ifdef CONFIG_NUMA
2090         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2091                 return 0;
2092 #endif
2093         return 1;
2094 }
2095
2096 static int count_free(struct page *page)
2097 {
2098         return page->objects - page->inuse;
2099 }
2100
2101 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2102                                         int (*get_count)(struct page *))
2103 {
2104         unsigned long flags;
2105         unsigned long x = 0;
2106         struct page *page;
2107
2108         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2109         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2110                 x += get_count(page);
2111         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2112         return x;
2113 }
2114
2115 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2116 {
2117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2118         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2119 #else
2120         return 0;
2121 #endif
2122 }
2123
2124 static noinline void
2125 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2126 {
2127         int node;
2128
2129         printk(KERN_WARNING
2130                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2131                 nid, gfpflags);
2132         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2133                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2134                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2135
2136         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2137                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2138                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2139
2140         for_each_online_node(node) {
2141                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2142                 unsigned long nr_slabs;
2143                 unsigned long nr_objs;
2144                 unsigned long nr_free;
2145
2146                 if (!n)
2147                         continue;
2148
2149                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2150                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2151                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2152
2153                 printk(KERN_WARNING
2154                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2155                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2156         }
2157 }
2158
2159 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2160                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2161 {
2162         void *object;
2163         struct kmem_cache_cpu *c;
2164         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2165
2166         if (page) {
2167                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2168                 if (c->page)
2169                         flush_slab(s, c);
2170
2171                 /*
2172                  * No other reference to the page yet so we can
2173                  * muck around with it freely without cmpxchg
2174                  */
2175                 object = page->freelist;
2176                 page->freelist = NULL;
2177
2178                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2179                 c->node = page_to_nid(page);
2180                 c->page = page;
2181                 *pc = c;
2182         } else
2183                 object = NULL;
2184
2185         return object;
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2190  * debugging duties.
2191  *
2192  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2193  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2194  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2195  *
2196  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2197  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2198  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2199  *
2200  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2201  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2202  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2203  */
2204 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2205                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2206 {
2207         void **object;
2208         unsigned long flags;
2209         struct page new;
2210         unsigned long counters;
2211
2212         local_irq_save(flags);
2213 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2214         /*
2215          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2216          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2217          * pointer.
2218          */
2219         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2220 #endif
2221
2222         if (!c->page)
2223                 goto new_slab;
2224 redo:
2225         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2226                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2227                 deactivate_slab(s, c);
2228                 goto new_slab;
2229         }
2230
2231         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2232
2233         do {
2234                 object = c->page->freelist;
2235                 counters = c->page->counters;
2236                 new.counters = counters;
2237                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2238
2239                 /*
2240                  * If there is no object left then we use this loop to
2241                  * deactivate the slab which is simple since no objects
2242                  * are left in the slab and therefore we do not need to
2243                  * put the page back onto the partial list.
2244                  *
2245                  * If there are objects left then we retrieve them
2246                  * and use them to refill the per cpu queue.
2247                  */
2248
2249                 new.inuse = c->page->objects;
2250                 new.frozen = object != NULL;
2251
2252         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, c->page,
2253                         object, counters,
2254                         NULL, new.counters,
2255                         "__slab_alloc"));
2256
2257         if (!object) {
2258                 c->page = NULL;
2259                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2260                 goto new_slab;
2261         }
2262
2263         stat(s, ALLOC_REFILL);
2264
2265 load_freelist:
2266         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2267         c->tid = next_tid(c->tid);
2268         local_irq_restore(flags);
2269         return object;
2270
2271 new_slab:
2272
2273         if (c->partial) {
2274                 c->page = c->partial;
2275                 c->partial = c->page->next;
2276                 c->node = page_to_nid(c->page);
2277                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2278                 c->freelist = NULL;
2279                 goto redo;
2280         }
2281
2282         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2283         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2284
2285         if (unlikely(!object)) {
2286
2287                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2288
2289                 if (unlikely(!object)) {
2290                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2291                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2292
2293                         local_irq_restore(flags);
2294                         return NULL;
2295                 }
2296         }
2297
2298         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2299                 goto load_freelist;
2300
2301         /* Only entered in the debug case */
2302         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2303                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2304
2305         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2306         deactivate_slab(s, c);
2307         c->node = NUMA_NO_NODE;
2308         local_irq_restore(flags);
2309         return object;
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2314  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2315  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2316  *
2317  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2318  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2319  *
2320  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2321  */
2322 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2323                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2324 {
2325         void **object;
2326         struct kmem_cache_cpu *c;
2327         unsigned long tid;
2328
2329         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2330                 return NULL;
2331
2332 redo:
2333
2334         /*
2335          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2336          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2337          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2338          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2339          */
2340         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2341
2342         /*
2343          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2344          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2345          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2346          * linked list in between.
2347          */
2348         tid = c->tid;
2349         barrier();
2350
2351         object = c->freelist;
2352         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2353
2354                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2355
2356         else {
2357                 /*
2358                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2359                  * operation and if we are on the right processor.
2360                  *
2361                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2362                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2363                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2364                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2365                  *
2366                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2367                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2368                  */
2369                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2370                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2371                                 object, tid,
2372                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2373
2374                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2375                         goto redo;
2376                 }
2377                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2378         }
2379
2380         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2381                 memset(object, 0, s->objsize);
2382
2383         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2384
2385         return object;
2386 }
2387
2388 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2389 {
2390         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2391
2392         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2393
2394         return ret;
2395 }
2396 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2397
2398 #ifdef CONFIG_TRACING
2399 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2400 {
2401         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2402         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2403         return ret;
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2406
2407 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2408 {
2409         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2410         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2411         return ret;
2412 }
2413 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2414 #endif
2415
2416 #ifdef CONFIG_NUMA
2417 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2418 {
2419         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2420
2421         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2422                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2423
2424         return ret;
2425 }
2426 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2427
2428 #ifdef CONFIG_TRACING
2429 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2430                                     gfp_t gfpflags,
2431                                     int node, size_t size)
2432 {
2433         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2434
2435         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2436                            size, s->size, gfpflags, node);
2437         return ret;
2438 }
2439 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2440 #endif
2441 #endif
2442
2443 /*
2444  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2445  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2446  *
2447  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2448  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2449  * handling required then we can return immediately.
2450  */
2451 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2452                         void *x, unsigned long addr)
2453 {
2454         void *prior;
2455         void **object = (void *)x;
2456         int was_frozen;
2457         int inuse;
2458         struct page new;
2459         unsigned long counters;
2460         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2461         unsigned long uninitialized_var(flags);
2462
2463         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2464
2465         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2466                 return;
2467
2468         do {
2469                 prior = page->freelist;
2470                 counters = page->counters;
2471                 set_freepointer(s, object, prior);
2472                 new.counters = counters;
2473                 was_frozen = new.frozen;
2474                 new.inuse--;
2475                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2476
2477                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2478
2479                                 /*
2480                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2481                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2482                                  */
2483                                 new.frozen = 1;
2484
2485                         else { /* Needs to be taken off a list */
2486
2487                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2488                                 /*
2489                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2490                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2491                                  * drop the list_lock without any processing.
2492                                  *
2493                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2494                                  * other processors updating the list of slabs.
2495                                  */
2496                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2497
2498                         }
2499                 }
2500                 inuse = new.inuse;
2501
2502         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2503                 prior, counters,
2504                 object, new.counters,
2505                 "__slab_free"));
2506
2507         if (likely(!n)) {
2508
2509                 /*
2510                  * If we just froze the page then put it onto the
2511                  * per cpu partial list.
2512                  */
2513                 if (new.frozen && !was_frozen)
2514                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2515
2516                 /*
2517                  * The list lock was not taken therefore no list
2518                  * activity can be necessary.
2519                  */
2520                 if (was_frozen)
2521                         stat(s, FREE_FROZEN);
2522                 return;
2523         }
2524
2525         /*
2526          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2527          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2528          */
2529         if (was_frozen)
2530                 stat(s, FREE_FROZEN);
2531         else {
2532                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2533                         goto slab_empty;
2534
2535                 /*
2536                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2537                  * then add it.
2538                  */
2539                 if (unlikely(!prior)) {
2540                         remove_full(s, page);
2541                         add_partial(n, page, 0);
2542                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2543                 }
2544         }
2545         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2546         return;
2547
2548 slab_empty:
2549         if (prior) {
2550                 /*
2551                  * Slab on the partial list.
2552                  */
2553                 remove_partial(n, page);
2554                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2555         } else
2556                 /* Slab must be on the full list */
2557                 remove_full(s, page);
2558
2559         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2560         stat(s, FREE_SLAB);
2561         discard_slab(s, page);
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2566  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2567  *
2568  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2569  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2570  * the item before.
2571  *
2572  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2573  * with all sorts of special processing.
2574  */
2575 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2576                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2577 {
2578         void **object = (void *)x;
2579         struct kmem_cache_cpu *c;
2580         unsigned long tid;
2581
2582         slab_free_hook(s, x);
2583
2584 redo:
2585         /*
2586          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2587          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2588          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2589          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2590          */
2591         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2592
2593         tid = c->tid;
2594         barrier();
2595
2596         if (likely(page == c->page)) {
2597                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2598
2599                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2600                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2601                                 c->freelist, tid,
2602                                 object, next_tid(tid)))) {
2603
2604                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2605                         goto redo;
2606                 }
2607                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2608         } else
2609                 __slab_free(s, page, x, addr);
2610
2611 }
2612
2613 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2614 {
2615         struct page *page;
2616
2617         page = virt_to_head_page(x);
2618
2619         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2620
2621         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2622 }
2623 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2624
2625 /*
2626  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2627  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2628  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2629  * another.
2630  *
2631  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2632  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2633  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2634  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2635  * locking overhead.
2636  */
2637
2638 /*
2639  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2640  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2641  * and increases the number of allocations possible without having to
2642  * take the list_lock.
2643  */
2644 static int slub_min_order;
2645 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2646 static int slub_min_objects;
2647
2648 /*
2649  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2650  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2651  */
2652 static int slub_nomerge;
2653
2654 /*
2655  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2656  *
2657  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2658  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2659  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2660  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2661  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2662  * would be wasted.
2663  *
2664  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2665  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2666  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2667  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2668  *
2669  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2670  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2671  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2672  * of space in favor of a small page order.
2673  *
2674  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2675  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2676  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2677  * the smallest order which will fit the object.
2678  */
2679 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2680                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2681 {
2682         int order;
2683         int rem;
2684         int min_order = slub_min_order;
2685
2686         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2687                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2688
2689         for (order = max(min_order,
2690                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2691                         order <= max_order; order++) {
2692
2693                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2694
2695                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2696                         continue;
2697
2698                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2699
2700                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2701                         break;
2702
2703         }
2704
2705         return order;
2706 }
2707
2708 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2709 {
2710         int order;
2711         int min_objects;
2712         int fraction;
2713         int max_objects;
2714
2715         /*
2716          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2717          * works by first attempting to generate a layout with
2718          * the best configuration and backing off gradually.
2719          *
2720          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2721          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2722          */
2723         min_objects = slub_min_objects;
2724         if (!min_objects)
2725                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2726         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2727         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2728
2729         while (min_objects > 1) {
2730                 fraction = 16;
2731                 while (fraction >= 4) {
2732                         order = slab_order(size, min_objects,
2733                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2734                         if (order <= slub_max_order)
2735                                 return order;
2736                         fraction /= 2;
2737                 }
2738                 min_objects--;
2739         }
2740
2741         /*
2742          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2743          * lets see if we can place a single object there.
2744          */
2745         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2746         if (order <= slub_max_order)
2747                 return order;
2748
2749         /*
2750          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2751          */
2752         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2753         if (order < MAX_ORDER)
2754                 return order;
2755         return -ENOSYS;
2756 }
2757
2758 /*
2759  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2760  */
2761 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2762                 unsigned long align, unsigned long size)
2763 {
2764         /*
2765          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2766          * suggestion if the object is sufficiently large.
2767          *
2768          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2769          * alignment though. If that is greater then use it.
2770          */
2771         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2772                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2773                 while (size <= ralign / 2)
2774                         ralign /= 2;
2775                 align = max(align, ralign);
2776         }
2777
2778         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2779                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2780
2781         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2782 }
2783
2784 static void
2785 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2786 {
2787         n->nr_partial = 0;
2788         spin_lock_init(&n->list_lock);
2789         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2790 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2791         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2792         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2793         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2794 #endif
2795 }
2796
2797 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2798 {
2799         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2800                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2801
2802         /*
2803          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2804          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2805          */
2806         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2807                                      2 * sizeof(void *));
2808
2809         if (!s->cpu_slab)
2810                 return 0;
2811
2812         init_kmem_cache_cpus(s);
2813
2814         return 1;
2815 }
2816
2817 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2818
2819 /*
2820  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2821  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2822  * possible.
2823  *
2824  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2825  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2826  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2827  */
2828 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2829 {
2830         struct page *page;
2831         struct kmem_cache_node *n;
2832
2833         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2834
2835         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2836
2837         BUG_ON(!page);
2838         if (page_to_nid(page) != node) {
2839                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2840                                 "node %d\n", node);
2841                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2842                                 "in order to be able to continue\n");
2843         }
2844
2845         n = page->freelist;
2846         BUG_ON(!n);
2847         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2848         page->inuse = 1;
2849         page->frozen = 0;
2850         kmem_cache_node->node[node] = n;
2851 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2852         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2853         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2854 #endif
2855         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2856         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2857
2858         add_partial(n, page, 0);
2859 }
2860
2861 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2862 {
2863         int node;
2864
2865         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2866                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2867
2868                 if (n)
2869                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2870
2871                 s->node[node] = NULL;
2872         }
2873 }
2874
2875 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2876 {
2877         int node;
2878
2879         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2880                 struct kmem_cache_node *n;
2881
2882                 if (slab_state == DOWN) {
2883                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2884                         continue;
2885                 }
2886                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2887                                                 GFP_KERNEL, node);
2888
2889                 if (!n) {
2890                         free_kmem_cache_nodes(s);
2891                         return 0;
2892                 }
2893
2894                 s->node[node] = n;
2895                 init_kmem_cache_node(n, s);
2896         }
2897         return 1;
2898 }
2899
2900 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2901 {
2902         if (min < MIN_PARTIAL)
2903                 min = MIN_PARTIAL;
2904         else if (min > MAX_PARTIAL)
2905                 min = MAX_PARTIAL;
2906         s->min_partial = min;
2907 }
2908
2909 /*
2910  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2911  * a slab object.
2912  */
2913 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2914 {
2915         unsigned long flags = s->flags;
2916         unsigned long size = s->objsize;
2917         unsigned long align = s->align;
2918         int order;
2919
2920         /*
2921          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2922          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2923          * the possible location of the free pointer.
2924          */
2925         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2926
2927 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2928         /*
2929          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2930          * the slab may touch the object after free or before allocation
2931          * then we should never poison the object itself.
2932          */
2933         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2934                         !s->ctor)
2935                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2936         else
2937                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2938
2939
2940         /*
2941          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2942          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2943          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2944          */
2945         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2946                 size += sizeof(void *);
2947 #endif
2948
2949         /*
2950          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2951          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2952          */
2953         s->inuse = size;
2954
2955         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2956                 s->ctor)) {
2957                 /*
2958                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2959                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2960                  * kmem_cache_free.
2961                  *
2962                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2963                  * destructor or are poisoning the objects.
2964                  */
2965                 s->offset = size;
2966                 size += sizeof(void *);
2967         }
2968
2969 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2970         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2971                 /*
2972                  * Need to store information about allocs and frees after
2973                  * the object.
2974                  */
2975                 size += 2 * sizeof(struct track);
2976
2977         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2978                 /*
2979                  * Add some empty padding so that we can catch
2980                  * overwrites from earlier objects rather than let
2981                  * tracking information or the free pointer be
2982                  * corrupted if a user writes before the start
2983                  * of the object.
2984                  */
2985                 size += sizeof(void *);
2986 #endif
2987
2988         /*
2989          * Determine the alignment based on various parameters that the
2990          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2991          * on bootup.
2992          */
2993         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2994         s->align = align;
2995
2996         /*
2997          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2998          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2999          * each object to conform to the alignment.
3000          */
3001         size = ALIGN(size, align);
3002         s->size = size;
3003         if (forced_order >= 0)
3004                 order = forced_order;
3005         else
3006                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3007
3008         if (order < 0)
3009                 return 0;
3010
3011         s->allocflags = 0;
3012         if (order)
3013                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3014
3015         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3016                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3017
3018         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3019                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3020
3021         /*
3022          * Determine the number of objects per slab
3023          */
3024         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3025         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3026         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3027                 s->max = s->oo;
3028
3029         return !!oo_objects(s->oo);
3030
3031 }
3032
3033 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3034                 const char *name, size_t size,
3035                 size_t align, unsigned long flags,
3036                 void (*ctor)(void *))
3037 {
3038         memset(s, 0, kmem_size);
3039         s->name = name;
3040         s->ctor = ctor;
3041         s->objsize = size;
3042         s->align = align;
3043         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3044         s->reserved = 0;
3045
3046         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3047                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3048
3049         if (!calculate_sizes(s, -1))
3050                 goto error;
3051         if (disable_higher_order_debug) {
3052                 /*
3053                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3054                  * order increased.
3055                  */
3056                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3057                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3058                         s->offset = 0;
3059                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3060                                 goto error;
3061                 }
3062         }
3063
3064 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
3065         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3066                 /* Enable fast mode */
3067                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3068 #endif
3069
3070         /*
3071          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3072          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3073          */
3074         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3075
3076         /*
3077          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3078          * per cpu partial lists of a processor.
3079          *
3080          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3081          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3082          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3083          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3084          *
3085          * This setting also determines
3086          *
3087          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3088          *    per node list when we reach the limit.
3089          * B) The number of objects in partial partial slabs to extract from the
3090          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3091          *    to keep some capacity around for frees.
3092          */
3093         if (s->size >= PAGE_SIZE)
3094                 s->cpu_partial = 2;
3095         else if (s->size >= 1024)
3096                 s->cpu_partial = 6;
3097         else if (s->size >= 256)
3098                 s->cpu_partial = 13;
3099         else
3100                 s->cpu_partial = 30;
3101
3102         s->refcount = 1;
3103 #ifdef CONFIG_NUMA
3104         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3105 #endif
3106         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3107                 goto error;
3108
3109         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3110                 return 1;
3111
3112         free_kmem_cache_nodes(s);
3113 error:
3114         if (flags & SLAB_PANIC)
3115                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3116                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3117                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3118                         s->offset, flags);
3119         return 0;
3120 }
3121
3122 /*
3123  * Determine the size of a slab object
3124  */
3125 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3126 {
3127         return s->objsize;
3128 }
3129 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3130
3131 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3132                                                         const char *text)
3133 {
3134 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3135         void *addr = page_address(page);
3136         void *p;
3137         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3138                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3139         if (!map)
3140                 return;
3141         slab_err(s, page, "%s", text);
3142         slab_lock(page);
3143
3144         get_map(s, page, map);
3145         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3146
3147                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3148                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3149                                                         p, p - addr);
3150                         print_tracking(s, p);
3151                 }
3152         }
3153         slab_unlock(page);
3154         kfree(map);
3155 #endif
3156 }
3157
3158 /*
3159  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3160  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3161  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3162  */
3163 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3164 {
3165         struct page *page, *h;
3166
3167         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3168                 if (!page->inuse) {
3169                         remove_partial(n, page);
3170                         discard_slab(s, page);
3171                 } else {
3172                         list_slab_objects(s, page,
3173                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3174                 }
3175         }
3176 }
3177
3178 /*
3179  * Release all resources used by a slab cache.
3180  */
3181 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3182 {
3183         int node;
3184
3185         flush_all(s);
3186         free_percpu(s->cpu_slab);
3187         /* Attempt to free all objects */
3188         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3189                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3190
3191                 free_partial(s, n);
3192                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3193                         return 1;
3194         }
3195         free_kmem_cache_nodes(s);
3196         return 0;
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3201  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3202  */
3203 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3204 {
3205         down_write(&slub_lock);
3206         s->refcount--;
3207         if (!s->refcount) {
3208                 list_del(&s->list);
3209                 up_write(&slub_lock);
3210                 if (kmem_cache_close(s)) {
3211                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3212                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3213                         dump_stack();
3214                 }
3215                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3216                         rcu_barrier();
3217                 sysfs_slab_remove(s);
3218         } else
3219                 up_write(&slub_lock);
3220 }
3221 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3222
3223 /********************************************************************
3224  *              Kmalloc subsystem
3225  *******************************************************************/
3226
3227 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3228 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3229
3230 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3231
3232 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3233 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3234 #endif
3235
3236 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3237 {
3238         get_option(&str, &slub_min_order);
3239
3240         return 1;
3241 }
3242
3243 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3244
3245 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3246 {
3247         get_option(&str, &slub_max_order);
3248         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3249
3250         return 1;
3251 }
3252
3253 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3254
3255 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3256 {
3257         get_option(&str, &slub_min_objects);
3258
3259         return 1;
3260 }
3261
3262 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3263
3264 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3265 {
3266         slub_nomerge = 1;
3267         return 1;
3268 }
3269
3270 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3271
3272 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3273                                                 int size, unsigned int flags)
3274 {
3275         struct kmem_cache *s;
3276
3277         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3278
3279         /*
3280          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3281          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3282          */
3283         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3284                                                                 flags, NULL))
3285                 goto panic;
3286
3287         list_add(&s->list, &slab_caches);
3288         return s;
3289
3290 panic:
3291         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3292         return NULL;
3293 }
3294
3295 /*
3296  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3297  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3298  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3299  * fls.
3300  */
3301 static s8 size_index[24] = {
3302         3,      /* 8 */
3303         4,      /* 16 */
3304         5,      /* 24 */
3305         5,      /* 32 */
3306         6,      /* 40 */
3307         6,      /* 48 */
3308         6,      /* 56 */
3309         6,      /* 64 */
3310         1,      /* 72 */
3311         1,      /* 80 */
3312         1,      /* 88 */
3313         1,      /* 96 */
3314         7,      /* 104 */
3315         7,      /* 112 */
3316         7,      /* 120 */
3317         7,      /* 128 */
3318         2,      /* 136 */
3319         2,      /* 144 */
3320         2,      /* 152 */
3321         2,      /* 160 */
3322         2,      /* 168 */
3323         2,      /* 176 */
3324         2,      /* 184 */
3325         2       /* 192 */
3326 };
3327
3328 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3329 {
3330         return (bytes - 1) / 8;
3331 }
3332
3333 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3334 {
3335         int index;
3336
3337         if (size <= 192) {
3338                 if (!size)
3339                         return ZERO_SIZE_PTR;
3340
3341                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3342         } else
3343                 index = fls(size - 1);
3344
3345 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3346         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3347                 return kmalloc_dma_caches[index];
3348
3349 #endif
3350         return kmalloc_caches[index];
3351 }
3352
3353 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3354 {
3355         struct kmem_cache *s;
3356         void *ret;
3357
3358         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3359                 return kmalloc_large(size, flags);
3360
3361         s = get_slab(size, flags);
3362
3363         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3364                 return s;
3365
3366         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3367
3368         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3369
3370         return ret;
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3373
3374 #ifdef CONFIG_NUMA
3375 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3376 {
3377         struct page *page;
3378         void *ptr = NULL;
3379
3380         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3381         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3382         if (page)
3383                 ptr = page_address(page);
3384
3385         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3386         return ptr;
3387 }
3388
3389 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3390 {
3391         struct kmem_cache *s;
3392         void *ret;
3393
3394         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3395                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3396
3397                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3398                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3399                                    flags, node);
3400
3401                 return ret;
3402         }
3403
3404         s = get_slab(size, flags);
3405
3406         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3407                 return s;
3408
3409         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3410
3411         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3412
3413         return ret;
3414 }
3415 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3416 #endif
3417
3418 size_t ksize(const void *object)
3419 {
3420         struct page *page;
3421
3422         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3423                 return 0;
3424
3425         page = virt_to_head_page(object);
3426
3427         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3428                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3429                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3430         }
3431
3432         return slab_ksize(page->slab);
3433 }
3434 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3435
3436 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3437 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3438 {
3439         struct page *page;
3440         void *object = (void *)x;
3441         unsigned long flags;
3442         bool rv;
3443
3444         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3445                 return false;
3446
3447         local_irq_save(flags);
3448
3449         page = virt_to_head_page(x);
3450         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3451                 /* maybe it was from stack? */
3452                 rv = true;
3453                 goto out_unlock;
3454         }
3455
3456         slab_lock(page);
3457         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3458                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3459                 rv = false;
3460         } else {
3461                 rv = true;
3462         }
3463         slab_unlock(page);
3464
3465 out_unlock:
3466         local_irq_restore(flags);
3467         return rv;
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3470 #endif
3471
3472 void kfree(const void *x)
3473 {
3474         struct page *page;
3475         void *object = (void *)x;
3476
3477         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3478
3479         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3480                 return;
3481
3482         page = virt_to_head_page(x);
3483         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3484                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3485                 kmemleak_free(x);
3486                 put_page(page);
3487                 return;
3488         }
3489         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3490 }
3491 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3492
3493 /*
3494  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3495  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3496  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3497  * and thus they can be removed from the partial lists.
3498  *
3499  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3500  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3501  * are freed in them.
3502  */
3503 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3504 {
3505         int node;
3506         int i;
3507         struct kmem_cache_node *n;
3508         struct page *page;
3509         struct page *t;
3510         int objects = oo_objects(s->max);
3511         struct list_head *slabs_by_inuse =
3512                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3513         unsigned long flags;
3514
3515         if (!slabs_by_inuse)
3516                 return -ENOMEM;
3517
3518         flush_all(s);
3519         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3520                 n = get_node(s, node);
3521
3522                 if (!n->nr_partial)
3523                         continue;
3524
3525                 for (i = 0; i < objects; i++)
3526                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3527
3528                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3529
3530                 /*
3531                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3532                  *
3533                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3534                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3535                  */
3536                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3537                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3538                         if (!page->inuse)
3539                                 n->nr_partial--;
3540                 }
3541
3542                 /*
3543                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3544                  * first and the least used slabs at the end.
3545                  */
3546                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3547                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3548
3549                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3550
3551                 /* Release empty slabs */
3552                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3553                         discard_slab(s, page);
3554         }
3555
3556         kfree(slabs_by_inuse);
3557         return 0;
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3560
3561 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3562 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3563 {
3564         struct kmem_cache *s;
3565
3566         down_read(&slub_lock);
3567         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3568                 kmem_cache_shrink(s);
3569         up_read(&slub_lock);
3570
3571         return 0;
3572 }
3573
3574 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3575 {
3576         struct kmem_cache_node *n;
3577         struct kmem_cache *s;
3578         struct memory_notify *marg = arg;
3579         int offline_node;
3580
3581         offline_node = marg->status_change_nid;
3582
3583         /*
3584          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3585          * for it yet.
3586          */
3587         if (offline_node < 0)
3588                 return;
3589
3590         down_read(&slub_lock);
3591         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3592                 n = get_node(s, offline_node);
3593                 if (n) {
3594                         /*
3595                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3596                          * that is going down. We were unable to free them,
3597                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3598                          * callback. So, we must fail.
3599                          */
3600                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3601
3602                         s->node[offline_node] = NULL;
3603                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3604                 }
3605         }
3606         up_read(&slub_lock);
3607 }
3608
3609 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3610 {
3611         struct kmem_cache_node *n;
3612         struct kmem_cache *s;
3613         struct memory_notify *marg = arg;
3614         int nid = marg->status_change_nid;
3615         int ret = 0;
3616
3617         /*
3618          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3619          * already created. Nothing to do.
3620          */
3621         if (nid < 0)
3622                 return 0;
3623
3624         /*
3625          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3626          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3627          * online.
3628          */
3629         down_read(&slub_lock);
3630         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3631                 /*
3632                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3633                  *      since memory is not yet available from the node that
3634                  *      is brought up.
3635                  */
3636                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3637                 if (!n) {
3638                         ret = -ENOMEM;
3639                         goto out;
3640                 }
3641                 init_kmem_cache_node(n, s);
3642                 s->node[nid] = n;
3643         }
3644 out:
3645         up_read(&slub_lock);
3646         return ret;
3647 }
3648
3649 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3650                                 unsigned long action, void *arg)
3651 {
3652         int ret = 0;
3653
3654         switch (action) {
3655         case MEM_GOING_ONLINE:
3656                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3657                 break;
3658         case MEM_GOING_OFFLINE:
3659                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3660                 break;
3661         case MEM_OFFLINE:
3662         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3663                 slab_mem_offline_callback(arg);
3664                 break;
3665         case MEM_ONLINE:
3666         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3667                 break;
3668         }
3669         if (ret)
3670                 ret = notifier_from_errno(ret);
3671         else
3672                 ret = NOTIFY_OK;
3673         return ret;
3674 }
3675
3676 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3677
3678 /********************************************************************
3679  *                      Basic setup of slabs
3680  *******************************************************************/
3681
3682 /*
3683  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3684  * the page allocator
3685  */
3686
3687 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3688 {
3689         int node;
3690
3691         list_add(&s->list, &slab_caches);
3692         s->refcount = -1;
3693
3694         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3695                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3696                 struct page *p;
3697
3698                 if (n) {
3699                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3700                                 p->slab = s;
3701
3702 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3703                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3704                                 p->slab = s;
3705 #endif
3706                 }
3707         }
3708 }
3709
3710 void __init kmem_cache_init(void)
3711 {
3712         int i;
3713         int caches = 0;
3714         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3715         int order;
3716         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3717         unsigned long kmalloc_size;
3718
3719         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3720                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3721
3722         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3723         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3724         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3725         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3726
3727         /*
3728          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3729          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3730          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3731          */
3732         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3733
3734         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3735                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3736                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3737
3738         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3739
3740         /* Able to allocate the per node structures */
3741         slab_state = PARTIAL;
3742
3743         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3744         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3745                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3746         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3747         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3748
3749         /*
3750          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3751          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3752          * update any list pointers.
3753          */
3754         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3755
3756         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3757         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3758
3759         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3760
3761         caches++;
3762         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3763         caches++;
3764         /* Free temporary boot structure */
3765         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3766
3767         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3768
3769         /*
3770          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3771          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3772          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3773          *
3774          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3775          * handle the index determination for the smaller caches.
3776          *
3777          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3778          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3779          */
3780         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3781                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3782
3783         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3784                 int elem = size_index_elem(i);
3785                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3786                         break;
3787                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3788         }
3789
3790         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3791                 /*
3792                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3793                  * is 64 byte.
3794                  */
3795                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3796                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3797         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3798                 /*
3799                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3800                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3801                  * instead.
3802                  */
3803                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3804                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3805         }
3806
3807         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3808         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3809                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3810                 caches++;
3811         }
3812
3813         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3814                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3815                 caches++;
3816         }
3817
3818         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3819                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3820                 caches++;
3821         }
3822
3823         slab_state = UP;
3824
3825         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3826         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3827                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3828                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3829         }
3830
3831         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3832                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3833                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3834         }
3835
3836         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3837                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3838
3839                 BUG_ON(!s);
3840                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3841         }
3842
3843 #ifdef CONFIG_SMP
3844         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3845 #endif
3846
3847 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3848         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3849                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3850
3851                 if (s && s->size) {
3852                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3853                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3854
3855                         BUG_ON(!name);
3856                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3857                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3858                 }
3859         }
3860 #endif
3861         printk(KERN_INFO
3862                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3863                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3864                 caches, cache_line_size(),
3865                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3866                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3867 }
3868
3869 void __init kmem_cache_init_late(void)
3870 {
3871 }
3872
3873 /*
3874  * Find a mergeable slab cache
3875  */
3876 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3877 {
3878         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3879                 return 1;
3880
3881         if (s->ctor)
3882                 return 1;
3883
3884         /*
3885          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3886          */
3887         if (s->refcount < 0)
3888                 return 1;
3889
3890         return 0;
3891 }
3892
3893 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3894                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3895                 void (*ctor)(void *))
3896 {
3897         struct kmem_cache *s;
3898
3899         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3900                 return NULL;
3901
3902         if (ctor)
3903                 return NULL;
3904
3905         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3906         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3907         size = ALIGN(size, align);
3908         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3909
3910         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3911                 if (slab_unmergeable(s))
3912                         continue;
3913
3914                 if (size > s->size)
3915                         continue;
3916
3917                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3918                                 continue;
3919                 /*
3920                  * Check if alignment is compatible.
3921                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3922                  */
3923                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3924                         continue;
3925
3926                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3927                         continue;
3928
3929                 return s;
3930         }
3931         return NULL;
3932 }
3933
3934 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3935                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3936 {
3937         struct kmem_cache *s;
3938         char *n;
3939
3940         if (WARN_ON(!name))
3941                 return NULL;
3942
3943         down_write(&slub_lock);
3944         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3945         if (s) {
3946                 s->refcount++;
3947                 /*
3948                  * Adjust the object sizes so that we clear
3949                  * the complete object on kzalloc.
3950                  */
3951                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3952                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3953
3954                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3955                         s->refcount--;
3956                         goto err;
3957                 }
3958                 up_write(&slub_lock);
3959                 return s;
3960         }
3961
3962         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3963         if (!n)
3964                 goto err;
3965
3966         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3967         if (s) {
3968                 if (kmem_cache_open(s, n,
3969                                 size, align, flags, ctor)) {
3970                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3971                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3972                                 list_del(&s->list);
3973                                 kfree(n);
3974                                 kfree(s);
3975                                 goto err;
3976                         }
3977                         up_write(&slub_lock);
3978                         return s;
3979                 }
3980                 kfree(n);
3981                 kfree(s);
3982         }
3983 err:
3984         up_write(&slub_lock);
3985
3986         if (flags & SLAB_PANIC)
3987                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3988         else
3989                 s = NULL;
3990         return s;
3991 }
3992 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3993
3994 #ifdef CONFIG_SMP
3995 /*
3996  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3997  * necessary.
3998  */
3999 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4000                 unsigned long action, void *hcpu)
4001 {
4002         long cpu = (long)hcpu;
4003         struct kmem_cache *s;
4004         unsigned long flags;
4005
4006         switch (action) {
4007         case CPU_UP_CANCELED:
4008         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4009         case CPU_DEAD:
4010         case CPU_DEAD_FROZEN:
4011                 down_read(&slub_lock);
4012                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4013                         local_irq_save(flags);
4014                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4015                         local_irq_restore(flags);
4016                 }
4017                 up_read(&slub_lock);
4018                 break;
4019         default:
4020                 break;
4021         }
4022         return NOTIFY_OK;
4023 }
4024
4025 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4026         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4027 };
4028
4029 #endif
4030
4031 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4032 {
4033         struct kmem_cache *s;
4034         void *ret;
4035
4036         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4037                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4038
4039         s = get_slab(size, gfpflags);
4040
4041         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4042                 return s;
4043
4044         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4045
4046         /* Honor the call site pointer we received. */
4047         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4048
4049         return ret;
4050 }
4051
4052 #ifdef CONFIG_NUMA
4053 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4054                                         int node, unsigned long caller)
4055 {
4056         struct kmem_cache *s;
4057         void *ret;
4058
4059         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4060                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4061
4062                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4063                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4064                                    gfpflags, node);
4065
4066                 return ret;
4067         }
4068
4069         s = get_slab(size, gfpflags);
4070
4071         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4072                 return s;
4073
4074         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4075
4076         /* Honor the call site pointer we received. */
4077         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4078
4079         return ret;
4080 }
4081 #endif
4082
4083 #ifdef CONFIG_SYSFS
4084 static int count_inuse(struct page *page)
4085 {
4086         return page->inuse;
4087 }
4088
4089 static int count_total(struct page *page)
4090 {
4091         return page->objects;
4092 }
4093 #endif
4094
4095 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4096 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4097                                                 unsigned long *map)
4098 {
4099         void *p;
4100         void *addr = page_address(page);
4101
4102         if (!check_slab(s, page) ||
4103                         !on_freelist(s, page, NULL))
4104                 return 0;
4105
4106         /* Now we know that a valid freelist exists */
4107         bitmap_zero(map, page->objects);
4108
4109         get_map(s, page, map);
4110         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4111                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4112                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4113                                 return 0;
4114         }
4115
4116         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4117                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4118                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4119                                 return 0;
4120         return 1;
4121 }
4122
4123 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4124                                                 unsigned long *map)
4125 {
4126         slab_lock(page);
4127         validate_slab(s, page, map);
4128         slab_unlock(page);
4129 }
4130
4131 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4132                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4133 {
4134         unsigned long count = 0;
4135         struct page *page;
4136         unsigned long flags;
4137
4138         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4139
4140         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4141                 validate_slab_slab(s, page, map);
4142                 count++;
4143         }
4144         if (count != n->nr_partial)
4145                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4146                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4147
4148         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4149                 goto out;
4150
4151         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4152                 validate_slab_slab(s, page, map);
4153                 count++;
4154         }
4155         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4156                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4157                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4158                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4159
4160 out:
4161         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4162         return count;
4163 }
4164
4165 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4166 {
4167         int node;
4168         unsigned long count = 0;
4169         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4170                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4171
4172         if (!map)
4173                 return -ENOMEM;
4174
4175         flush_all(s);
4176         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4177                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4178
4179                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4180         }
4181         kfree(map);
4182         return count;
4183 }
4184 /*
4185  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4186  * and freed.
4187  */
4188
4189 struct location {
4190         unsigned long count;
4191         unsigned long addr;
4192         long long sum_time;
4193         long min_time;
4194         long max_time;
4195         long min_pid;
4196         long max_pid;
4197         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4198         nodemask_t nodes;
4199 };
4200
4201 struct loc_track {
4202         unsigned long max;
4203         unsigned long count;
4204         struct location *loc;
4205 };
4206
4207 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4208 {
4209         if (t->max)
4210                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4211                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4212 }
4213
4214 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4215 {
4216         struct location *l;
4217         int order;
4218
4219         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4220
4221         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4222         if (!l)
4223                 return 0;
4224
4225         if (t->count) {
4226                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4227                 free_loc_track(t);
4228         }
4229         t->max = max;
4230         t->loc = l;
4231         return 1;
4232 }
4233
4234 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4235                                 const struct track *track)
4236 {
4237         long start, end, pos;
4238         struct location *l;
4239         unsigned long caddr;
4240         unsigned long age = jiffies - track->when;
4241
4242         start = -1;
4243         end = t->count;
4244
4245         for ( ; ; ) {
4246                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4247
4248                 /*
4249                  * There is nothing at "end". If we end up there
4250                  * we need to add something to before end.
4251                  */
4252                 if (pos == end)
4253                         break;
4254
4255                 caddr = t->loc[pos].addr;
4256                 if (track->addr == caddr) {
4257
4258                         l = &t->loc[pos];
4259                         l->count++;
4260                         if (track->when) {
4261                                 l->sum_time += age;
4262                                 if (age < l->min_time)
4263                                         l->min_time = age;
4264                                 if (age > l->max_time)
4265                                         l->max_time = age;
4266
4267                                 if (track->pid < l->min_pid)
4268                                         l->min_pid = track->pid;
4269                                 if (track->pid > l->max_pid)
4270                                         l->max_pid = track->pid;
4271
4272                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4273                                                 to_cpumask(l->cpus));
4274                         }
4275                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4276                         return 1;
4277                 }
4278
4279                 if (track->addr < caddr)
4280                         end = pos;
4281                 else
4282                         start = pos;
4283         }
4284
4285         /*
4286          * Not found. Insert new tracking element.
4287          */
4288         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4289                 return 0;
4290
4291         l = t->loc + pos;
4292         if (pos < t->count)
4293                 memmove(l + 1, l,
4294                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4295         t->count++;
4296         l->count = 1;
4297         l->addr = track->addr;
4298         l->sum_time = age;
4299         l->min_time = age;
4300         l->max_time = age;
4301         l->min_pid = track->pid;
4302         l->max_pid = track->pid;
4303         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4304         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4305         nodes_clear(l->nodes);
4306         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4307         return 1;
4308 }
4309
4310 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4311                 struct page *page, enum track_item alloc,
4312                 unsigned long *map)
4313 {
4314         void *addr = page_address(page);
4315         void *p;
4316
4317         bitmap_zero(map, page->objects);
4318         get_map(s, page, map);
4319
4320         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4321                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4322                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4323 }
4324
4325 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4326                                         enum track_item alloc)
4327 {
4328         int len = 0;
4329         unsigned long i;
4330         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4331         int node;
4332         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4333                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4334
4335         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4336                                      GFP_TEMPORARY)) {
4337                 kfree(map);
4338                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4339         }
4340         /* Push back cpu slabs */
4341         flush_all(s);
4342
4343         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4344                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4345                 unsigned long flags;
4346                 struct page *page;
4347
4348                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4349                         continue;
4350
4351                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4352                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4353                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4354                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4355                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4356                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4357         }
4358
4359         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4360                 struct location *l = &t.loc[i];
4361
4362                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4363                         break;
4364                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4365
4366                 if (l->addr)
4367                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4368                 else
4369                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4370
4371                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4372                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4373                                 l->min_time,
4374                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4375                                 l->max_time);
4376                 } else
4377                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4378                                 l->min_time);
4379
4380                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4381                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4382                                 l->min_pid, l->max_pid);
4383                 else
4384                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4385                                 l->min_pid);
4386
4387                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4388                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4389                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4390                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4391                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4392                                                  to_cpumask(l->cpus));
4393                 }
4394
4395                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4396                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4397                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4398                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4399                                         l->nodes);
4400                 }
4401
4402                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4403         }
4404
4405         free_loc_track(&t);
4406         kfree(map);
4407         if (!t.count)
4408                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4409         return len;
4410 }
4411 #endif
4412
4413 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4414 static void resiliency_test(void)
4415 {
4416         u8 *p;
4417
4418         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4419
4420         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4421         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4422         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4423
4424         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4425         p[16] = 0x12;
4426         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4427                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4428
4429         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4430
4431         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4432         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4433         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4434         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4435                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4436         printk(KERN_ERR
4437                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4438
4439         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4440         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4441         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4442         *p = 0x56;
4443         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4444                                                                         p);
4445         printk(KERN_ERR
4446                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4447         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4448
4449         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4450         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4451         kfree(p);
4452         *p = 0x78;
4453         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4454         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4455
4456         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4457         kfree(p);
4458         p[50] = 0x9a;
4459         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4460                         p);
4461         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4462
4463         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4464         kfree(p);
4465         p[512] = 0xab;
4466         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4467         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4468 }
4469 #else
4470 #ifdef CONFIG_SYSFS
4471 static void resiliency_test(void) {};
4472 #endif
4473 #endif
4474
4475 #ifdef CONFIG_SYSFS
4476 enum slab_stat_type {
4477         SL_ALL,                 /* All slabs */
4478         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4479         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4480         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4481         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4482 };
4483
4484 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4485 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4486 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4487 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4488 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4489
4490 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4491                             char *buf, unsigned long flags)
4492 {
4493         unsigned long total = 0;
4494         int node;
4495         int x;
4496         unsigned long *nodes;
4497         unsigned long *per_cpu;
4498
4499         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4500         if (!nodes)
4501                 return -ENOMEM;
4502         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4503
4504         if (flags & SO_CPU) {
4505                 int cpu;
4506
4507                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4508                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4509                         struct page *page;
4510
4511                         if (!c || c->node < 0)
4512                                 continue;
4513
4514                         if (c->page) {
4515                                         if (flags & SO_TOTAL)
4516                                                 x = c->page->objects;
4517                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4518                                         x = c->page->inuse;
4519                                 else
4520                                         x = 1;
4521
4522                                 total += x;
4523                                 nodes[c->node] += x;
4524                         }
4525                         page = c->partial;
4526
4527                         if (page) {
4528                                 x = page->pobjects;
4529                                 total += x;
4530                                 nodes[c->node] += x;
4531                         }
4532                         per_cpu[c->node]++;
4533                 }
4534         }
4535
4536         lock_memory_hotplug();
4537 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4538         if (flags & SO_ALL) {
4539                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4540                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4541
4542                 if (flags & SO_TOTAL)
4543                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4544                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4545                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4546                                 count_partial(n, count_free);
4547
4548                         else
4549                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4550                         total += x;
4551                         nodes[node] += x;
4552                 }
4553
4554         } else
4555 #endif
4556         if (flags & SO_PARTIAL) {
4557                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4558                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4559
4560                         if (flags & SO_TOTAL)
4561                                 x = count_partial(n, count_total);
4562                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4563                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4564                         else
4565                                 x = n->nr_partial;
4566                         total += x;
4567                         nodes[node] += x;
4568                 }
4569         }
4570         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4571 #ifdef CONFIG_NUMA
4572         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4573                 if (nodes[node])
4574                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4575                                         node, nodes[node]);
4576 #endif
4577         unlock_memory_hotplug();
4578         kfree(nodes);
4579         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4580 }
4581
4582 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4583 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4584 {
4585         int node;
4586
4587         for_each_online_node(node) {
4588                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4589
4590                 if (!n)
4591                         continue;
4592
4593                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4594                         return 1;
4595         }
4596         return 0;
4597 }
4598 #endif
4599
4600 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4601 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4602
4603 struct slab_attribute {
4604         struct attribute attr;
4605         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4606         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4607 };
4608
4609 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4610         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4611
4612 #define SLAB_ATTR(_name) \
4613         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4614         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4615
4616 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4619 }
4620 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4621
4622 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4623 {
4624         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4625 }
4626 SLAB_ATTR_RO(align);
4627
4628 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4629 {
4630         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4631 }
4632 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4633
4634 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4635 {
4636         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4637 }
4638 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4639
4640 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4641                                 const char *buf, size_t length)
4642 {
4643         unsigned long order;
4644         int err;
4645
4646         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4647         if (err)
4648                 return err;
4649
4650         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4651                 return -EINVAL;
4652
4653         calculate_sizes(s, order);
4654         return length;
4655 }
4656
4657 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4658 {
4659         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4660 }
4661 SLAB_ATTR(order);
4662
4663 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4664 {
4665         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4666 }
4667
4668 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4669                                  size_t length)
4670 {
4671         unsigned long min;
4672         int err;
4673
4674         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4675         if (err)
4676                 return err;
4677
4678         set_min_partial(s, min);
4679         return length;
4680 }
4681 SLAB_ATTR(min_partial);
4682
4683 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4684 {
4685         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4686 }
4687
4688 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4689                                  size_t length)
4690 {
4691         unsigned long objects;
4692         int err;
4693
4694         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4695         if (err)
4696                 return err;
4697
4698         s->cpu_partial = objects;
4699         flush_all(s);
4700         return length;
4701 }
4702 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4703
4704 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4705 {
4706         if (!s->ctor)
4707                 return 0;
4708         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4709 }
4710 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4711
4712 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4713 {
4714         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4715 }
4716 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4717
4718 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4719 {
4720         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4721 }
4722 SLAB_ATTR_RO(partial);
4723
4724 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4725 {
4726         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4727 }
4728 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4729
4730 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4731 {
4732         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4733 }
4734 SLAB_ATTR_RO(objects);
4735
4736 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4737 {
4738         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4739 }
4740 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4741
4742 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4743 {
4744         int objects = 0;
4745         int pages = 0;
4746         int cpu;
4747         int len;
4748
4749         for_each_online_cpu(cpu) {
4750                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4751
4752                 if (page) {
4753                         pages += page->pages;
4754                         objects += page->pobjects;
4755                 }
4756         }
4757
4758         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4759
4760 #ifdef CONFIG_SMP
4761         for_each_online_cpu(cpu) {
4762                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4763
4764                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4765                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4766                                 page->pobjects, page->pages);
4767         }
4768 #endif
4769         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4770 }
4771 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4772
4773 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4774 {
4775         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4776 }
4777
4778 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4779                                 const char *buf, size_t length)
4780 {
4781         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4782         if (buf[0] == '1')
4783                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4784         return length;
4785 }
4786 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4787
4788 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4789 {
4790         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4791 }
4792 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4793
4794 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4795 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4796 {
4797         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4798 }
4799 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4800 #endif
4801
4802 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4803 {
4804         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4805 }
4806 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4807
4808 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4809 {
4810         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4811 }
4812 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4813
4814 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4815 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4816 {
4817         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4818 }
4819 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4820
4821 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4822 {
4823         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4824 }
4825 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4826
4827 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4828 {
4829         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4830 }
4831
4832 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4833                                 const char *buf, size_t length)
4834 {
4835         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4836         if (buf[0] == '1') {
4837                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4838                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4839         }
4840         return length;
4841 }
4842 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4843
4844 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4845 {
4846         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4847 }
4848
4849 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4850                                                         size_t length)
4851 {
4852         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4853         if (buf[0] == '1') {
4854                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4855                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4856         }
4857         return length;
4858 }
4859 SLAB_ATTR(trace);
4860
4861 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4862 {
4863         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4864 }
4865
4866 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4867                                 const char *buf, size_t length)
4868 {
4869         if (any_slab_objects(s))
4870                 return -EBUSY;
4871
4872         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4873         if (buf[0] == '1') {
4874                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4875                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4876         }
4877         calculate_sizes(s, -1);
4878         return length;
4879 }
4880 SLAB_ATTR(red_zone);
4881
4882 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4883 {
4884         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4885 }
4886
4887 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4888                                 const char *buf, size_t length)
4889 {
4890         if (any_slab_objects(s))
4891                 return -EBUSY;
4892
4893         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4894         if (buf[0] == '1') {
4895                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4896                 s->flags |= SLAB_POISON;
4897         }
4898         calculate_sizes(s, -1);
4899         return length;
4900 }
4901 SLAB_ATTR(poison);
4902
4903 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4904 {
4905         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4906 }
4907
4908 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4909                                 const char *buf, size_t length)
4910 {
4911         if (any_slab_objects(s))
4912                 return -EBUSY;
4913
4914         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4915         if (buf[0] == '1') {
4916                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4917                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4918         }
4919         calculate_sizes(s, -1);
4920         return length;
4921 }
4922 SLAB_ATTR(store_user);
4923
4924 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4925 {
4926         return 0;
4927 }
4928
4929 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4930                         const char *buf, size_t length)
4931 {
4932         int ret = -EINVAL;
4933
4934         if (buf[0] == '1') {
4935                 ret = validate_slab_cache(s);
4936                 if (ret >= 0)
4937                         ret = length;
4938         }
4939         return ret;
4940 }
4941 SLAB_ATTR(validate);
4942
4943 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4944 {
4945         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4946                 return -ENOSYS;
4947         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4948 }
4949 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4950
4951 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4952 {
4953         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4954                 return -ENOSYS;
4955         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4956 }
4957 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4958 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4959
4960 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4961 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4962 {
4963         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4964 }
4965
4966 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4967                                                         size_t length)
4968 {
4969         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4970         if (buf[0] == '1')
4971                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4972         return length;
4973 }
4974 SLAB_ATTR(failslab);
4975 #endif
4976
4977 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4978 {
4979         return 0;
4980 }
4981
4982 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4983                         const char *buf, size_t length)
4984 {
4985         if (buf[0] == '1') {
4986                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4987
4988                 if (rc)
4989                         return rc;
4990         } else
4991                 return -EINVAL;
4992         return length;
4993 }
4994 SLAB_ATTR(shrink);
4995
4996 #ifdef CONFIG_NUMA
4997 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4998 {
4999         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5000 }
5001
5002 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5003                                 const char *buf, size_t length)
5004 {
5005         unsigned long ratio;
5006         int err;
5007
5008         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5009         if (err)
5010                 return err;
5011
5012         if (ratio <= 100)
5013                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5014
5015         return length;
5016 }
5017 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5018 #endif
5019
5020 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5021 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5022 {
5023         unsigned long sum  = 0;
5024         int cpu;
5025         int len;
5026         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5027
5028         if (!data)
5029                 return -ENOMEM;
5030
5031         for_each_online_cpu(cpu) {
5032                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5033
5034                 data[cpu] = x;
5035                 sum += x;
5036         }
5037
5038         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5039
5040 #ifdef CONFIG_SMP
5041         for_each_online_cpu(cpu) {
5042                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5043                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5044         }
5045 #endif
5046         kfree(data);
5047         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5048 }
5049
5050 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5051 {
5052         int cpu;
5053
5054         for_each_online_cpu(cpu)
5055                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5056 }
5057
5058 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5059 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5060 {                                                               \
5061         return show_stat(s, buf, si);                           \
5062 }                                                               \
5063 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5064                                 const char *buf, size_t length) \
5065 {                                                               \
5066         if (buf[0] != '0')                                      \
5067                 return -EINVAL;                                 \
5068         clear_stat(s, si);                                      \
5069         return length;                                          \
5070 }                                                               \
5071 SLAB_ATTR(text);                                                \
5072
5073 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5074 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5075 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5076 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5077 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5078 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5079 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5080 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5081 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5082 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5083 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5084 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5085 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5086 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5087 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5088 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5089 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5090 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5091 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5092 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5093 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5094 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5095 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5096 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5097 #endif
5098
5099 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5100         &slab_size_attr.attr,
5101         &object_size_attr.attr,
5102         &objs_per_slab_attr.attr,
5103         &order_attr.attr,
5104         &min_partial_attr.attr,
5105         &cpu_partial_attr.attr,
5106         &objects_attr.attr,
5107         &objects_partial_attr.attr,
5108         &partial_attr.attr,
5109         &cpu_slabs_attr.attr,
5110         &ctor_attr.attr,
5111         &aliases_attr.attr,
5112         &align_attr.attr,
5113         &hwcache_align_attr.attr,
5114         &reclaim_account_attr.attr,
5115         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5116         &shrink_attr.attr,
5117         &reserved_attr.attr,
5118         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5120         &total_objects_attr.attr,
5121         &slabs_attr.attr,
5122         &sanity_checks_attr.attr,
5123         &trace_attr.attr,
5124         &red_zone_attr.attr,
5125         &poison_attr.attr,
5126         &store_user_attr.attr,
5127         &validate_attr.attr,
5128         &alloc_calls_attr.attr,
5129         &free_calls_attr.attr,
5130 #endif
5131 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5132         &cache_dma_attr.attr,
5133 #endif
5134 #ifdef CONFIG_NUMA
5135         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5136 #endif
5137 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5138         &alloc_fastpath_attr.attr,
5139         &alloc_slowpath_attr.attr,
5140         &free_fastpath_attr.attr,
5141         &free_slowpath_attr.attr,
5142         &free_frozen_attr.attr,
5143         &free_add_partial_attr.attr,
5144         &free_remove_partial_attr.attr,
5145         &alloc_from_partial_attr.attr,
5146         &alloc_slab_attr.attr,
5147         &alloc_refill_attr.attr,
5148         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5149         &free_slab_attr.attr,
5150         &cpuslab_flush_attr.attr,
5151         &deactivate_full_attr.attr,
5152         &deactivate_empty_attr.attr,
5153         &deactivate_to_head_attr.attr,
5154         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5155         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5156         &deactivate_bypass_attr.attr,
5157         &order_fallback_attr.attr,
5158         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5159         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5160         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5161         &cpu_partial_free_attr.attr,
5162 #endif
5163 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5164         &failslab_attr.attr,
5165 #endif
5166
5167         NULL
5168 };
5169
5170 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5171         .attrs = slab_attrs,
5172 };
5173
5174 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5175                                 struct attribute *attr,
5176                                 char *buf)
5177 {
5178         struct slab_attribute *attribute;
5179         struct kmem_cache *s;
5180         int err;
5181
5182         attribute = to_slab_attr(attr);
5183         s = to_slab(kobj);
5184
5185         if (!attribute->show)
5186                 return -EIO;
5187
5188         err = attribute->show(s, buf);
5189
5190         return err;
5191 }
5192
5193 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5194                                 struct attribute *attr,
5195                                 const char *buf, size_t len)
5196 {
5197         struct slab_attribute *attribute;
5198         struct kmem_cache *s;
5199         int err;
5200
5201         attribute = to_slab_attr(attr);
5202         s = to_slab(kobj);
5203
5204         if (!attribute->store)
5205                 return -EIO;
5206
5207         err = attribute->store(s, buf, len);
5208
5209         return err;
5210 }
5211
5212 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5213 {
5214         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5215
5216         kfree(s->name);
5217         kfree(s);
5218 }
5219
5220 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5221         .show = slab_attr_show,
5222         .store = slab_attr_store,
5223 };
5224
5225 static struct kobj_type slab_ktype = {
5226         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5227         .release = kmem_cache_release
5228 };
5229
5230 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5231 {
5232         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5233
5234         if (ktype == &slab_ktype)
5235                 return 1;
5236         return 0;
5237 }
5238
5239 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5240         .filter = uevent_filter,
5241 };
5242
5243 static struct kset *slab_kset;
5244
5245 #define ID_STR_LENGTH 64
5246
5247 /* Create a unique string id for a slab cache:
5248  *
5249  * Format       :[flags-]size
5250  */
5251 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5252 {
5253         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5254         char *p = name;
5255
5256         BUG_ON(!name);
5257
5258         *p++ = ':';
5259         /*
5260          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5261          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5262          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5263          * are matched during merging to guarantee that the id is
5264          * unique.
5265          */
5266         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5267                 *p++ = 'd';
5268         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5269                 *p++ = 'a';
5270         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5271                 *p++ = 'F';
5272         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5273                 *p++ = 't';
5274         if (p != name + 1)
5275                 *p++ = '-';
5276         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5277         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5278         return name;
5279 }
5280
5281 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5282 {
5283         int err;
5284         const char *name;
5285         int unmergeable;
5286
5287         if (slab_state < SYSFS)
5288                 /* Defer until later */
5289                 return 0;
5290
5291         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5292         if (unmergeable) {
5293                 /*
5294                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5295                  * This is typically the case for debug situations. In that
5296                  * case we can catch duplicate names easily.
5297                  */
5298                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5299                 name = s->name;
5300         } else {
5301                 /*
5302                  * Create a unique name for the slab as a target
5303                  * for the symlinks.
5304                  */
5305                 name = create_unique_id(s);
5306         }
5307
5308         s->kobj.kset = slab_kset;
5309         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5310         if (err) {
5311                 kobject_put(&s->kobj);
5312                 return err;
5313         }
5314
5315         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5316         if (err) {
5317                 kobject_del(&s->kobj);
5318                 kobject_put(&s->kobj);
5319                 return err;
5320         }
5321         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5322         if (!unmergeable) {
5323                 /* Setup first alias */
5324                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5325                 kfree(name);
5326         }
5327         return 0;
5328 }
5329
5330 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5331 {
5332         if (slab_state < SYSFS)
5333                 /*
5334                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5335                  * cache from sysfs.
5336                  */
5337                 return;
5338
5339         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5340         kobject_del(&s->kobj);
5341         kobject_put(&s->kobj);
5342 }
5343
5344 /*
5345  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5346  * available lest we lose that information.
5347  */
5348 struct saved_alias {
5349         struct kmem_cache *s;
5350         const char *name;
5351         struct saved_alias *next;
5352 };
5353
5354 static struct saved_alias *alias_list;
5355
5356 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5357 {
5358         struct saved_alias *al;
5359
5360         if (slab_state == SYSFS) {
5361                 /*
5362                  * If we have a leftover link then remove it.
5363                  */
5364                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5365                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5366         }
5367
5368         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5369         if (!al)
5370                 return -ENOMEM;
5371
5372         al->s = s;
5373         al->name = name;
5374         al->next = alias_list;
5375         alias_list = al;
5376         return 0;
5377 }
5378
5379 static int __init slab_sysfs_init(void)
5380 {
5381         struct kmem_cache *s;
5382         int err;
5383
5384         down_write(&slub_lock);
5385
5386         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5387         if (!slab_kset) {
5388                 up_write(&slub_lock);
5389                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5390                 return -ENOSYS;
5391         }
5392
5393         slab_state = SYSFS;
5394
5395         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5396                 err = sysfs_slab_add(s);
5397                 if (err)
5398                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5399                                                 " to sysfs\n", s->name);
5400         }
5401
5402         while (alias_list) {
5403                 struct saved_alias *al = alias_list;
5404
5405                 alias_list = alias_list->next;
5406                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5407                 if (err)
5408                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5409                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5410                 kfree(al);
5411         }
5412
5413         up_write(&slub_lock);
5414         resiliency_test();
5415         return 0;
5416 }
5417
5418 __initcall(slab_sysfs_init);
5419 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5420
5421 /*
5422  * The /proc/slabinfo ABI
5423  */
5424 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5425 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5426 {
5427         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5428         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5429                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5430         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5431         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5432         seq_putc(m, '\n');
5433 }
5434
5435 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5436 {
5437         loff_t n = *pos;
5438
5439         down_read(&slub_lock);
5440         if (!n)
5441                 print_slabinfo_header(m);
5442
5443         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5444 }
5445
5446 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5447 {
5448         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5449 }
5450
5451 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5452 {
5453         up_read(&slub_lock);
5454 }
5455
5456 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5457 {
5458         unsigned long nr_partials = 0;
5459         unsigned long nr_slabs = 0;
5460         unsigned long nr_inuse = 0;
5461         unsigned long nr_objs = 0;
5462         unsigned long nr_free = 0;
5463         struct kmem_cache *s;
5464         int node;
5465
5466         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5467
5468         for_each_online_node(node) {
5469                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5470
5471                 if (!n)
5472                         continue;
5473
5474                 nr_partials += n->nr_partial;
5475                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5476                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5477                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5478         }
5479
5480         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5481
5482         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5483                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5484                    (1 << oo_order(s->oo)));
5485         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5486         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5487                    0UL);
5488         seq_putc(m, '\n');
5489         return 0;
5490 }
5491
5492 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5493         .start = s_start,
5494         .next = s_next,
5495         .stop = s_stop,
5496         .show = s_show,
5497 };
5498
5499 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5500 {
5501         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5502 }
5503
5504 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5505         .open           = slabinfo_open,
5506         .read           = seq_read,
5507         .llseek         = seq_lseek,
5508         .release        = seq_release,
5509 };
5510
5511 static int __init slab_proc_init(void)
5512 {
5513         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5514         return 0;
5515 }
5516 module_init(slab_proc_init);
5517 #endif /* CONFIG_SLABINFO */